-
Die
Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung und ein Kontrollverfahren
für eine
nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzeinheit,
und die Erfindung betrifft speziell eine Kontrollvorrichtung und
ein Kontrollverfahren für
eine nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzeinheit
für die
Hochdruckeinspritzung in einem Dieselmotor.
-
Von
Dieselmotoren, deren Wirtschaftlichkeit in Treibstoffverbrauch und
Leistung gesteigert worden ist, wird neuerdings zunehmend auch Umweltfreundlichkeit,
also z.B. eine Reduzierung von Lärm und
Emissionen verlangt. Um so wiedersprüchlichen Ansprüchen an
das Leistungsvermögen
zu genügen, sind
Einspritzung unter hohem Druck, eine Verbesserung des Einspritzzyklusses
und eine Verkürzung
der Einspritzdauer erforderlich. Daher wird allmählich die Zentraleinspritzung
(Pumpe-Düse-Einspritzeinheit) eingesetzt.
In Erklärung
unter Bezugnahme auf 1 wird auf solch eine Pumpe-Düse-Einspritzeinheit
von einer Nocke 4 über
Komponenten wie eine Laufrolle 3, einen Ventilstößel 5,
einen Kipphebel 6 und dergleichen eine Kraft ausgeübt, und
wird von der Pumpe-Düse-Einspritzeinheit
mittels eines Tauchkolbens 11 der Pumpe-Düse-Einspritzeinheit 10 Treibstoff
unter hohem Druck injiziert.
-
Jedoch
wird, wenn die Pumpe-Düse-Einspritzeinheit 10 unter
hohem Druck injiziert, die durch den inneren Druck des Tauchkolbens 11 ausgeübte Belastung
größer, wodurch
der Kipphebel 6 durchgebogen wird, wie durch die gestrichelte
Linie in 1 dargestellt ist. Wenn der
Einspritzvorgang vollendet ist, wird der Kipphebel 6, welcher
während
des Hochdruckeinspritzens gebogen worden ist, durch die Rückstellkraft,
wie durch die strich-zwei-punktierte Linie dargestellt ist, in die
entgegengesetzte Richtung gebogen, wodurch ein sogenanntes Sprungphänomen erzeugt
wird, bei welchem sich die Antriebselemente (Antriebskraft-Übertragungselemente) von der Nocke 4 trennen.
In dieser Situation schlagen die Antriebskraft-Übertragungselemente auf die
Oberfläche der
Nocke 4 auf und üben
dabei eine Aufschlagskraft aus. Dieser Aufschlag wird nicht nur
zu einer deutlichen Lärmquelle,
sondern er hat auch den Nachteil zur Folge, daß die Haltbarkeit der Antriebskraft-Übertragungselemente ernsthaft
beeinträchtigt
wird.
-
Eine
Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einer über eine Nockenwelle mechanisch
angetriebenen Pumpe-Düse-Einheit
ist aus der
DE 40 11
782 A1 bekannt. Hierbei ist ein aus einer Voreinspritzung
und einer Haupteinspritzung bestehender Einspritzzyklus vorgesehen,
bei welchem nach Abschluss der Haupteinspritzung Maßnahmen
vorgesehen werden, die einen allmählichen Druckabfall in der
Druckkammer dadurch bewirken, dass der Druck in der Druckkammer
zunächst
stark, danach gedämpft
abfällt.
Nach einem zunächst
starken Druckabfall tritt anschließend ein gedämpfter Druckabfall
ein. Hierdurch soll erreicht werden, dass ein Einströmen von
Brennstoffgas aus der Verbrennungskammer in den Bereich der Verschlussnadel
der Einspritzvorrichtung und das Bilden von kleinen Luftbläschen nach
dem Beenden der Haupteinspritzung verhindert wird. Das durch einen
plötzlichen
Druckabfall verursachte sogenannte Sprungphänomen ist in dieser Literaturstelle
nicht angesprochen.
-
Den
vorangehend benannten Nachteil zu lindern ist die Erfindung getätigt worden,
und ihr Ziel ist es, ein Kontrollverfahren für eine nockengetriebene, elektronisch
gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzeinheit
(Zentralspritzeinheit) bereitzustellen, bei welcher sich die Antriebskraft-Übertragungselemente nicht von
der Nocke trennen, was weniger Aufschlagskraft und Lärm erzeugt,
selbst wenn Hochdruckeinspritzung eingesetzt wird.
-
Eine
Kontrollvorrichtung für
eine nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung
gemäß der Erfindung
ist eine Kontrollvorrichtung für
eine nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung, die
einen nockengetriebenen Tauchkolben, welcher die Funktion einer
Hubkolbenpumpe hat, also einer Anordnung, in der Treibstoff während eines
Einspritztaktes aus einer an einer Endstückseite des Tauchkolbens ausgebildeten
Tauchkolbenkammer ausgestoßen
und während
eines Treibstoffansaugtaktes in die Tauchkolbenkammer aufgenommen
wird, und eine unterhalb der Tauchkkolbenkammer angeordnete Treibstoffeinspritzdüse aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
aufweist:
ein Kraftstoffreservoir, welches mit einer Niederdruckkraftstoffleitung
und einem Ablaßkanal
in Verbindung steht,
einen Versorgungs- und Druckkanal zum
Herstellen einer Verbindung zwischen dem Kraftstoffreservoir und
der Tauchkolbenkammer,
ein Ventil zum Öffnen und Schließen des
Versorgungs- und Druckkanals,
einen ersten Magneten zum Bewegen
des Ventils während
des Einspritztaktes zum Schließen
des Versorgungs- und Druckkanals, so daß der Druck in der Tauchkolbenkammer
erhöht
wird,
eine Feder oder einen zweiten Magneten, die oder der
auf das Ventil drückt,
so daß der
Versorgungs- und Druckkanal geöffnet
wird, und
eine Kontrollanordnung, welche, nachdem ein vorbestimmtes
Zeitintervall unmittelbar nach Vollenden des Haupteinspritzvorganges
während
des Einspritztaktes verstrichen ist, für ein vorbestimmtes Zeitintervall
einen Strom, welcher kleiner ist als der, wenn sich das Ventil während des
Einspritztaktes bewegt, durch den ersten Magneten sendet, so daß das Ventil in
eine Richtung bewegt wird, daß es
den Versorgungs- und Druckkanal schließt, wodurch ein Befehl zum
Erhöhen
des Drucks in der Tauchkolbenkammer ausgegeben wird.
-
Gemäß obiger
Konfiguration gibt das Kontrollmittel, wenn die Nocke gedreht wird
und eine vorbestimmte Stellung erreicht, einen Befehl an den ersten
Magneten aus und bedient das Ventil gegen die Feder oder den zweiten
Magneten, so daß das
Ventil geschlossen wird. Weiterhin wird als Folge des Drehens der
Nocke der Tauchkolben nach unten gerdückt, so daß dadurch der Haupteinspritzvorgang ausgeführt wird.
In dieser Situation werden auf die zwischen der Nocke und dem Taukolben
angeordneten Antriebskraft-Übertragungselemente
große
Belastungen ausgeübt,
zum Beispiel unterliegt der Kipphebel einer Verbiegung und der Ventilstößel einer
Kompressionsbelastung. Nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall unmittelbar
nach Vollenden des Haupteinspritzvorganges verstrichen ist, genau gesagt,
bevor das Ventil vollständig
in die Ausgangsposition zurückgekehrt
ist, wird noch einmal ein kleinerer Strom durch den ersten Magneten
gesendet, so daß das
Ventil noch einmal während
des vorbestimmten Zeitintervalls in Richtung seiner Schließstellung
gebracht wird. Das Ventil wird in Richtung seiner Schließstellung
gebracht, wodurch der Druck in der Tauchkolbenkammer erhöht wird.
Als Folge des Druckanstieges wird, zum Beispiel, die auf den Kipphebel
ausgeübte
Belastung nicht abrupt von der Maximalbelastung auf Null reduziert.
Als Folge wird der Kipphebel nicht zurückgebogen, und die Antriebskraft-Übertragungselemente
haben während des
Antreibens direkten Kontakt untereinander, so daß das sogenannte Sprungphänomen, bei
welchem die Antriebskraft-Übertragungselemente
von der Nocke getrennt werden, eliminiert wird. Aus diesem Grund
tritt die Aufschlagskraft, die verursacht, daß die Antriebskraft-Übertragungselemente
auf der Oberfläche
der Nocke aufschlagen, nicht auf, und können durch den Aufschlag verursachte
Geräusche verhindert
werden. Darüber
hinaus wird die Haltbarkeit der Antriebskraft-Übertragungselemente drastisch
erhöht.
-
Es
kann angemessen sein, einen Geschwindigkeitssensor zum Bestimmen
der Geschwindigkeit eines Motors,
einen Positionssensor zum
Bestimmen des Anwendungsgrades eines Beschleunigungsmittels des
Motors, und
einen Winkelsensor zum Bestimmen des Drehwinkels
der Nocke bereitzustellen, und
das Kontrollmittel kann Signale
vom Geschwindigkeitssensor, vom Positionssensor und vom Winkelsensor
empfangen, das vorbestimmte Zeitintervall unmittelbar nach Vollenden
des Haupteinspritzvorganges und das vorbestimmte Zeitintervall,
während dessen
der kleinere Strom angelegt wird, erhalten und die erhaltenen Werte
an den ersten Magneten ausgeben.
-
Gemäß obiger
Konfiguration erhält
das Kontrollmittel das vorbestimmte Zeitintervall und die vorbestimmte
Periode gemäß der Motorgeschwindigkeit,
des Anwendungsgrades (der auf den Motor ausgeübten Belastung) des Beschleunigungsmittels
und ändert
das vorbestimmte Zeitintervall und/oder die vorbestimmte Periode,
während
der Strom durch den ersten Magneten gesendet wird. Folglich werden
die Position und die Größe des Druckes,
bei denen der Druck in der Tauchkolbenkammer wieder erhöht wird, entsprechend
der Motorgeschwindigkeit und der auf den Motor ausgeübten Belastung
variierbar, was es also ermöglicht,
in Reaktion auf eine zum Betreiben der Zentraleinspritzvorrichtung
auf die Antriebskraft-Übertragungselemente
ausgeübte
Belastung in der Tauchkolbenkammer Druck zu erzeugen.
-
Ein
Kontrollverfahren für
eine nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung
ist ein Kontrollverfahren für
eine nockengetriebene, elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung,
bei dem die Antriebskraft einer Nocke mittels Antriebskraft-Übertragungselementen, die mindestens
einen Ventilstößel und
einen Kipphebel aufweisen, auf den Tauchkolben einer Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung übertragen
wird, so daß mittels
des Tauchkolbens Treibstoff einspritzbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß es
die Schritte aufweist:
nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall
unmittelbar nach Vollenden des Haupteinspritzvorganges während des
Einspritztaktes verstrichen ist, für ein vorbestimmtes Zeitintervall
in der Tauchkolbenkammer des Tauchkolbens einen Druck erzeugen und
auf jedes der Antriebskraft-Übertragungselemente
so drücken, daß sich keines
von einem anderen trennt.
-
Gemäß obiger
Konfiguration wird, nachdem das vorbestimmte Zeitintervall unmittelbar
nach Vollenden des Haupteinspritzvorganges, bei welchem der Tauchkolben
nach unten gedrückt
wird, verstrichen ist, in der Tauchkolbenkammer für die vorbestimmte
Periode ein vorbestimmter Druck erzeugt, welcher niedriger ist als
der im Haupteinspritzvorgang. Aufgrund dieses Druckes wird, wie
in der vorangehend benannten Erfindung der Kontrollvorrichtung,
die auf den Kipphebel ausgeübte
Belastung nicht abrupt von der Maximalbelastung auf Null reduziert.
Folglich wird der Kipphebel nicht zurückgebogen, und die Antriebskraft-Übertragungselemente haben während des
Antreibens stets direkten Kontakt untereinander, weshalb ein sogenanntes Sprungphänomen eliminiert
wird. Folglich tritt die Aufschlagskraft, die bewirkt, daß die Antriebskraft-Übertragungselemente auf die
Oberfläche schlagen,
nicht auf und kann ein durch den Aufschlag verursachtes Geräusch verhindert
werden. Darüber hinaus
kann die Haltbarkeit der Antriebskraft-Übertragungselemente drastisch
erhöht
werden.
-
Das
vorbestimmte Zeitintervall und die vorbestimmte Periode können gemäß der Motorgeschwindigkeit
und der auf den Motor ausgeübten
Belastung berechnet werden.
-
Gemäß obiger
Konfiguration wird, wenn der vorbestimmte Druck in der Tauchkolbenkammer nach
Vollenden des Haupteinspritzvorganges noch einmal erzeugt wird,
das vorbestimmte Zeitintervall und/oder die vorbestimmte Periode
in Reaktion auf die Motorgeschwindigkeit und die auf den Motor ausgeübte Belastung
verändert.
Deshalb werden, wie in der vorangehend benannten Erfindung der Kontrollvorrichtung,
die Position und die Größe des Druckes, bei
denen der Druck in der Tauchkolbenkammer wieder erhöht wird,
in Reaktion auf die Motorgeschwindigkeit und die auf den Motor ausgeübte Belastung variierbar,
wodurch es ermöglicht
wird, den Druck in der Tauchkolbenkammer in Reaktion auf die zum
Betreiben der Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung
auf die Antriebskraft-Übertragungselemente
ausgeübte
Belastung zu erzeugen.
-
1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer Kontrollvorrichtung für eine nockengetriebene,
elektronisch gesteuerte Zentraleinspritzvorrichtung (Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung)
gemäß der Erfindung;
-
2 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Kontrollverfahrens für die nockengetriebene, elektronisch gesteuerte
Zentraleinspritzvorrichtung (Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung) gemäß der Erfindung;
-
3 zeigt
ein Flußdiagramm
des Kontrollmittels der nockengetriebenen, elektronisch gesteuerten
Zentraleinspritzvorrichtung (Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung) gemäß der Erfindung;
und
-
4 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Betriebsstromes und eines erneuten Betriebsstromes, welche
von einem Kontrollelement der nockengetriebenen, elektronisch gesteuerten
Zentraleinspritzvorrichtung (Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung) gemäß der Erfindung
durch einen Magneten gesendet werden.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
einer Kontrollvorrichtung und eines Kontrollverfahrens für eine nockengetriebene
elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung
gemäß der Erfindung werden
unten unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail beschrieben.
-
1 zeigt
im Querschnitt eine Kontrollvorrichtung 1 für eine nockengetriebene,
elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung
gemäß der Erfindung.
In 1 ist eine Laufrolle 3, die von einem
Nockenstößel 2 drehbar
gestützt
ist, so angeordnet, daß sie
mit einer Nocke 4 direkten Kontakt hat. Ein Ende eines
Ventilstößels 5 ist
mittels des Nockenstößels 2 frei
schwingbar gestützt,
und das andere Ende des Ventilstößels 5 ist
mittels eines Endabschnitts eines Kipphebels 6 frei schwingbar
gestützt.
Bei dem Kipphebel 6 ist der Mittelabschnitt mittels eines
Motorkopfes 7 drehbar gestützt, während der andere Endabschnitt
direkten Kontakt mit einer Endfläche 11a eines
Tauchkolbens 11 einer Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung 10 hat.
Die Pumpe-Düse- Einspritzvorrichtung 10 weist
einen Tauchkolben 11, eine Tauchkolbenfeder 12,
ein Magnetventil 13, einen Magneten 14 (im folgenden
erster Magnet 14 genannt), eine Ventilfeder (Feder) 15 und
einen Körper 16 auf.
Auf der anderen Endstückseite 11b des Tauchkolbens 11 ist
eine Tauchkolbenkammer 11c ausgebildet, und ein Teil des
anderen Endabschnittes 11b des Tauchkolbens 11 ist
in die Tauchkolbenkammer 11c eingefügt. Die Tauchkolbenfeder 12 ist auf
der Seite der einen Endfläche 11a des
Tauchkolbens 11 angeordnet. Die Tauchkolbenfeder 12 ist
so angeordnet, daß eine
ihrer Endflächen
direkten Kontakt mit dem Tauchkolben 11 hat, und die andere Endfläche direkten
Kontakt mit dem Körper 16 hat. Die
Tauchkolbenfeder 12 drückt
so auf den Tauchkolben 11, daß der Tauchkolben 11 direkten
Kontakt mit dem anderen Endabschnitt des Kipphebels 6 hat.
Unterhalb der Tauchkolbenkammer 11c ist eine nicht dargestellte
Treibstoffeinspritzdüse
angeordnet, und in der unteren Oberfläche der Tauchkolbenkammer 11c ist
eine Druckleitung 17 angeordnet, der mit der Treibstoffeinspritzdüse in Verbindung
steht.
-
Das
Magnetventil 13 ist so aufgebaut, daß es eine dreigeteilte Form
hat, und die Zentralseite eines Endabschnittes desselben ist zu
einer konischen Form 13a ausgebildet, die direkten Kontakt
mit dem Körper 16 hat,
so daß der
Durchgang blockiert wird. Ein zylindrischer Abschnitt 13b im
Mittelabschnitt desselben ist enganliegend und gleitbar in den Körper 16 eingefügt, so daß das Magnetventil
gleitbar gehalten ist. Der andere Endabschnitt des Magnetventils 13 ist
zu einem kreisscheibenförmigen
Abschnitt 13c ausgebildet, und an der anderen Endfläche des
kreisscheibenförmigen
Abschnitts 13c ist ein erster Magnet 14 angeordnet.
Das Magnetventil 13 ist parallel zum Tauchkolben 11 angeordnet,
wobei der kreisscheibenförmige
Abschnitt 13c am anderen Endabschnitt überhalb desselben angeordnet
ist. In der Nähe
des konisch geformten Abschnittes 13a an der unteren Seite
des Magnetventils 13, angrenzend an die Tauchkolbenkammer 11c,
ist ein kreisförmiges Ölreservoir
(Kraftstoffreservoir) 16a ausgebildet. Der konisch geformte Abschnitt 13a des
Magnetventils 13 ist in das kreisförmige Kraftstoffreservoir 16a eingefügt, und
an dem Kraftstoffreservoir 16a ist gegenüber dem
konisch geformten Abschnitt 13a eine konische Blechfläche 16b ausgebildet.
-
Ein
Raumabschnitt 13d zwischen dem konisch geformten Abschnitt 13a an
einem Endabschnitt des Magnetventils 13 und dem zylinderförmigen Abschnitt 13b in
der Mitte desselben ist über
einen Versorgungs- und Druckkanal 18 mit dem seitlichen
Abschnitt der Oberfläche
der Tauchkolbenkammer 11c verbunden. Das Magnetventil 13 wirkt als
Ventil zum Öffnen
und Schließen
des Versorgungs- und Druckkanals 18. Der Raumabschnitt 13d und
das kreisförmige
Kraftstoffreservoir 16a sind über die konische Blechfläche 16b verbunden.
An einem seitlichen Oberflächenabschnitt
des Kraftstoffreservoirs 16a ist eine Niederdruck-Kraftstoffleitung (ein
Unterdruck-Treibstoffquellkanal) 19a vorgesehen,
durch welchen der Treibstoff von einer Treibstoffpumpe 9 eingespeist
wird, und am anderen seitlichen Abschnitt der Oberfläche des
Kraftstoffreservoirs 16a ist ein Ablaßkanal 19b vorgesehen.
Die Ventilfeder 15 ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt 13b und
dem kreisscheibenförmigen
Abschnitt 13c des Magnetventils 13 angeordnet,
und die Ventilfeder 15 drückt so auf das Magnetventil 13,
daß die
Oberfläche
an seinem unteren Ende direkten Kontakt mit dem Körper 16 hat.
An Stelle der Ventilfeder 15 kann ein nicht dargestellter
Magnet (auf den als zweiter Magnet Bezug genommen wird) verwendet
werden. Wenn der zweite Magnet benutzt wird, wird die Tätigkeit
des Drückens
in Reaktion auf einen Befehl von einem Kontrollelement 20 ausgeführt.
-
Der
erste Magnet 14 ist in der Nähe der Oberseite des Magnetventils 13 angeordnet.
Der erste Magnet 14 ist mit dem Kontrollelement 20 verbunden
und zieht das Magnetventil 13 in Reaktion auf einen Befehl
vom Kontrollelement 20 hinein. Wenn das Magnetventil 13 die
Tätigkeit
des Hineinziehens ausgeführt
hat, hat der konisch geformte Abschnitt 13a des Magnetventils 13 direkten
Kontakt mit der konischen Fläche 16b des
Kraftstoffreservoirs 16a, so daß zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und
dem Kraftstoffreservoir 16a eine Sperre (Blockierung) erzeugt
ist. Der Tauchkolben 11 und das Magnetventil 13 werden
enganliegend und gleitbar in dem Körper 16 geführt, so
daß der
Körper 16 den
Tauchkolben 11 und das Magnetventil 13 gleitbar
festhält.
Der Körper 16 ist
am Motorkopf 7 befestigt.
-
Ein
Geschwindigkeitssensor 21 zum Bestimmen der Motorgeschwindigkeit
ist an der Ausgangswelle des Motors angebracht und gibt ein Signal
betreffend die Motorgeschwindigkeit an das Kontrollelement 20 aus.
Ein Positionssensor 22a ist an einem Beschleunigungspedal
(einem Beschleunigungsmittel) 22 befestigt, und ein dem
Betätigungssgrad
des Beschleunigungspedals 22 entsprechendes Signal wird
an das Kontrollelement 20 ausgegeben. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
wird als ein Beispiel dafür,
wie die auf den Motor ausgeübte
Belastung bestimmbar ist, der Betriebsgrad des Beschleunigungspedals 22 verwendet.
Zum Ausgeben des Drehwinkels der Nocke 4 an das Kontrollelement 20 ist
an der Welle der Nocke 4 ein Winkelsensor 23 bereitgestellt.
-
Der
Betrieb gemäß obiger
Konfiguration wird nun erklärt.
In 2 zeigt 2(a) den
Hub der Nocke 4, 2(b) zeigt
den elektrischen Strom durch den ersten Magneten 14 auf
Grundlage des Befehls des Kontrollelementes 20, 2(c) zeigt die Auslenkung des Magnetventils 13, 2(d) zeigt den Druck in der Tauchkolbenkammer 11c und 2(e) zeigt die auf den Kipphebel 6 ausgeübte Belastung.
In 2 zeigen durchgezogene Linien die Daten entsprechend
der Erfindung, und kurz-lang-gestrichelte Linien zeigen Daten, die
in einer Situation erhalten werden, in der eine Kontrolle entsprechend
dem Stand der Technik durchgeführt
wird. Es soll noch angemerkt sein, Dass durch eine durchgezogene
Linie dargestellte und mit einem Sympol P bezeichnete Daten die
Daten darstellen, die mit einem erneuten Betriebsstrom erhalten
worden sind.
-
In 2(a) ist der Hub der Nocke 4 an
einem Punkt A gleich Null. Vom Punkt A aus wird die Nocke 4 gedreht,
und an einer vorbestimmten Position, am Punkt B, wie im 2(b) gezeigt ist, erhält das Kontrollelement 20 vom
Winkelsensor 23 der Nocke 4 ein Signal und erzeugt
ein Ausgangssignal, so Dass ein Betriebsstrom I1 durch den ersten
Magneten 14 gesendet wird. Wenn im ersten Magneten 14 der
Betriebsstrom I1 vorliegt, beginnt das Magnetventil 13 sich
von einem Punkt C aus zu bewegen, wie in 2(c) gezeigt
ist. Nachdem das Magnetventil 13 begonnen hat sich zu bewegen,
und gerade bevor der konisch geformte Abschnitt 13a des
Magnetventils 13 in engen Kontakt mit der konischen Fläche 16b des
Kraftstoffreservoirs 16a kommt, oder, um es anderes auszudrücken, gerade
bevor die Absperrung zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und
dem Kraftstoffreservoir 16a hergestellt ist, präzise, ab
dem Punkt D in 2(d) beginnt der Druck
in der Tauchkolbenkammer 11c anzusteigen. Folglich fängt, wie in 2(e) gezeigt ist, die auf den Kipphebel 6 ausgeübte Belastung
an zu steigen.
-
Wenn
die Nocke 4 weiter gedreht wird, und wenn das Magnetventil 13 eine
vorbestimmte Position, den Punkt E, wie in 2(c) gezeigt
ist, erreicht hat, tritt der konisch geformte Abschnitt 13a des
Magnetventils 13 in engen Kontakt mit der konischen Fläche (Blechfläche) 16b des
Kraftstoffreservoirs 16a, so daß eine Absperrung zwischen
der Tauchkolbenkammer 11c und dem kreisförmigen Kraftstoffreservoir 16a hergestellt
ist. Dabei wird, wie in 2(b) gezeigt
ist, ein annähernd
konstanter Betriebsstrom I1 durch den ersten Magneten 14 gesendet.
-
Weiter
erhält
das Kontrollelement 20, wenn die Nocke 4 weiter
gedreht wird und eine vorbestimmte Position, einen Punkt F, wie
in 2(a) gezeigt ist, erreicht, ein
Signal vom Winkelsensor 23 der Nocke 4 und fängt an,
den Betriebsstrom I1, der durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, allmählich
zu verringern, so daß er
an der Position eines Punktes G Null wird, wie in 2(b) gezeigt
ist. Wie in 2(c) gezeigt ist, beginnt
das Magnetventil 13 aus der Stellung an Punkt G zurückzukehren,
so daß eine
Verbindung zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und dem Kraftstoffreservoir 16a hergestellt wird.
In der Stellung an Punkt G erreicht der Druck in der Tauchkolbenkammer 11c,
wie in 2(d) gezeigt ist, den maximalen
Einspritzdruck. Folglich wird, wie in 2(e) gezeigt
ist, die auf den Kipphebel 6 ausgeübte Belastung maximal. Folglich
wird der Kipphebel 6 gebogen, wie in 1 durch
die gestrichelte Linie dargestellt ist.
-
In
der Erfindung wird die Nocke 4 weitergedreht, und wenn
sie eine vorbestimmte Position am Punkt H, der in 2(b) gezeigt
ist, erreicht hat, erhält
das Kontrollelement 20 ein Signal vom Winkelsensor 23 der
Nocke 4 und gibt einen Befehl zum Anlegen eines erneuten
Betriebsstroms I2 durch den ersten Magneten 14 aus. Der
erneute Betriebsstrom I2 ist kleiner als der Betriebsstrom I1. Inzwischen
wird das Magnetventil 13, falls es dem Stand der Technik ähnlich ist,
vollständig
in die Stellung am Punkt J zurückgebracht,
wie in 2(c) gezeigt ist, so daß eine vollständige Verbindung
zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und dem Kraftstoffreservoir 16a hergestellt
ist. In der Erfindung wird jedoch der erneute Betriebsstrom I2 angelegt,
wodurch das Magnetventil 13 an einem Mittelpunkt, dem Punkt
H, noch einmal in Schließstellung
gebracht wird, so daß der
Raum zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und dem Kraftstoffreservoir 16a verkleinert
wird. Folglich wird, wie in 2(d) gezeigt
ist, der Druck in der Tauchkolbenkammer 11c leicht erhöht. Dadurch
verbleibt in ihr ein kleiner Überdruck.
Dieser kleine Überdruck
verhindert, daß die
auf den Kipphebel 6 ausgeübte Belastung abrupt von der
Maximalbelastung auf Null abfällt,
wie in 2(e) gezeigt ist. Dementsprechend wird
der Kipphebel 6 nicht zurückgebogen, wie in 1 durch
die zwei-punkt-gestrichelte Linie gezeigt ist. Wenn ein kleiner Überdruck
verbleibt, behalten die Antriebskomponenten so wie der Nockenstößel 2,
die Laufrolle 3, die Nocke 4 und der Ventilstößel 5 während des
Antreibens stets direkten Kontakt untereinander und wird ein sogenanntes
Sprungphänomen,
bei welchem die Antriebskomponenten von der Nocke getrennt werden,
verhindert. Folglich tritt keine durch den Aufschlag der Antriebselemente
auf die Oberfläche
der Nocke 4 verursachte Aufschlagskraft auf, und das dem
Aufschlag folgende Geräusch
(ungefähr
2dB bis 3dB) ist verringert. Zusätzlich
kann die Haltbarkeit des Antriebssystems drastisch erhöht werden.
-
Als
nächstes
wird die Kontrolle in obiger Konfiguration erklärt. In 3 wird in
Schritt 1 mittels des Positionssensors 22a des
Beschleunigungspedals 22 der Betriebsgrad Acc des Beschleunigungspedals 22 bestimmt,
und das Signal des Sensors wird in das Kontrollelement 20 eingelesen.
In Schritt 2 wird mitttels des Geschwindigkeitssensors 21 die
Motorgeschwindigkeit Ne bestimmt, und das Signal des Sensors in
das Kontrollelement 20 eingelesen.
-
In
Schritt 3 wird eine Karte (10) vorher in das Kontrollelement 20 abgespeichert.
Die Karte (10) ist ein Schaubild zur Kontrolle der eingespritzen
Treibstoffmenge (Kraftstoffmenge), in dem die Motorgeschwindigkeit
Ne auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, und die eingespritzte
Treibstoffmenge auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. In der
Karte (10) wird die vertikale Achse (konkret die eingespritzte Treibstoffmenge
als ein Zeitintervall AV1 betrachtet, während dessen der Betriebsstrom
I1 durch den ersten Magneten 14 gesendet wird. Das Kontrollelement 20 erhält das Zeitintervall
AV1, während
dessen der Betriebsstrom I1 durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, auf Grundlage der Karte (10) und die Motorgeschwindigkeit
Ne und den Betriebsgrad Acc des Beschleunigungspedals 22,
welche in Schritt 1 und Schritt 2 eingelesen werden.
In Schritt 4 wird das Zeitintervall AV1, während dessen
der Betriebsstrom I1 durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, bestimmt.
-
In
Schritt 5 wird vorher eine Karte 20 in das Kontrollelement 20 abgespeichert.
In der Karte 20 ist die Motorgeschwindigkeit Ne auf der
horizontalen Achse aufgetragen, eine Treibstoffeinspritzzeit T1
ist auf der vertikalen Achse aufgetragen, und das Zeitintervall
AV1 des Betriebsstroms ist ein Parameter. Das Kontrollelement 20 erhält die Treibstoffeinspritzzeit T1
auf Grundlage der Karte (20) und das bestimmte Zeitintervall
AV1 des Betriebsstroms. In Schritt 6 wird die Treibstoffeinspritzzeit
T1 bestimmt.
-
In
Schritt 7 wird vorher eine Karte (30) in das Kontrollelement 20 abgespeichert.
Auf der Karte (30) ist die Motorgeschwindigkeit Ne auf
der horizontalen Achse aufgetragen, ein Zeitintervall (Intervall)
AV2 während
dessen der erneute Betriebsstrom I2 durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, ist auf der vertikalen Achse aufgetragen, und das Zeitintervall AV1
des Betriebsstroms I1 ist ein Parameter. Das Kontrollelement 20 erhält das Zeitintervall
AV2, während
dessen der erneute Betriebsstrom I2 durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, auf Grundlage der Karte (20) und das bestimmte Zeitinvervall
AV1 des Betriebsstroms I1. In Schritt 8 wird das Zeitintervall
AV2, während
dessen der erneute Betriebsstrom I2 durch den ersten Magneten 14 gesendet
wird, bestimmt.
-
In
Schritt 9 wird vorher eine Karte (40) in das Kontrollelement 20 abgespeichert.
Auf der Karte (40) ist die Motorgeschwindigkeit Ne auf
der horizontalen Achse aufgetragen, ein Zeitintervall T2, vor welchem begonnen
wird den erneuten Betriebsstrom I2 anzulegen ist, auf der vertikalen
Achse aufgetragen, und das Zeitintervall AV1 des Betriebsstroms
(I1) ist ein Parameter. Das Kontrollelement 20 erhält ein Zeitintervall
(vorbestimmtes Zeitintervall) T2, welches sich von dem Zeitpunkt,
zu dem der Haupteinspritzvorgang vollendet ist, konkret, nachdem
ein Zeitintervall AV1, während
dessen der Betriebsstrom I1 angelegt ist, verstrichen ist, bis dahin,
wo angefangen wird, den erneuten Betriebsstrom I2 anzulegen, erstreckt. In
Schritt 10 wird das Zeitintervall T2 bestimmt.
-
Das
Kontrollelement 20 gibt einen Befehl aus, wie in 4 auf
Grundlage der gemäß obigem erhaltenen
Ergebnisse gezeigt ist. Konkret gibt das Kontrollelement 20,
nachdem das Kontrollelement 20 an der Startposition S2
der Treibstoffeinspritzzeit T1 ein Signal S1 vom Winkelsensor 23 der
Nocke 4 erhalten hat, einen Befehl zum Anlegen des Betriebsstroms
I1 für
das vorbestimmte Zeitintervall AV1 aus. Dadurch wird der erste Magnet 14 in
Betrieb gesetzt, der konisch geformte Abschnitt 13a des
Magnetventils 13 wird in engen Kontakt mit der Fläche 16b des Kraftstoffreservoirs 16a gebracht,
so daß eine
vollständige
Absperrung zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und dem Kraftstoffreservoir 16a hergestellt wird,
wodurch der Haupteinspritzvorgang ausgeführt wird. Weiter mißt das Kontrollelement 20 das
Zeitintervall T2 von der Position S3 unmittelbar nach Verstreichen
des Zeitintervalls AV1 bis dahin, wo das Magnetventil 13 in
die erneute Schließrichtung
an einem Mittelpunkt bewegt wird, und begonnen wird, den erneuten
Betriebsstrom I2 zum Verkleinern des Raums zwischen der Tauchkolbenkammer 11c und dem
Kraftstoffreservoir 16a anzulegen. In der Stellung S4,
unmittelbar nach Verstreichen des Zeitintervalls T2, gibt das Kontrollelement 20 einen
Befehl zum Anlegen des Erneuten Betriebsstroms I2 für das Zeitintervall
AV2 aus.
-
Folglich
steigt der Druck in der Tauchkolbenkammer 11c leicht an,
und es verbleibt ein kleiner Überdruck.
In obigen Ausführungen
kann der Wert entweder des erneuten Betriebsstroms I2 oder des Zeitintervalls
AV2 als fester Wert gesetzt sein. In diesem Fall werden der erneute
Betriebsstrom I2 und das Zeitintervall T2, während dessen der erneute Betriebsstrom
I2 angelegt wird, vergrößert, wenn
die Motorgeschwindigkeit und der Betriebsgrad des Beschleunigungspedals 22 größer sind.
-
Die
Erfindung ist als Kontrollvorrichtung und Kontrollverfahren für eine nockengetriebene,
elektronisch gesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung verwendbar,
bei der weniger Aufschlagskräfte
und Lärm
erzeugt werden und bei der die Antriebskraft-Übertragungselemente selbst
bei Hochdruckeinspritzung seitens der Pumpe-Düse-Einspritzeinheit nicht voneinander
getrennt werden.
-
Legende zur Zeichnung:
-
2:
-
- (a) Nockenhub
- (b) Strom durch den Magneten
- (c) Auslenkung des Magnetventils
- (d) Druck in der Tauchkolbenkammer
- (e) Auf den Kipphebel ausgeübte
Belastung
-
3:
-
- Schritt 1: Betriebsgrad Acc des Beschleunigers
messen
- Schritt 2: Motorgeschwindigkeit Ne messen
- Schritt 3: Zeitintervall AV1 des Betriebsstroms erhalten
- Schritt 4: Zeitintervall AV1 des Betriebsstroms bestimmen
- Schritt 5: Treibstoffeinspritzzeit T1 erhalten
- Schritt 6: Treibstoffeinspritzzeit T1 bestimmen
- Schritt 7: Zeitintervall AV2 des erneuten Betriebsstroms
I2 erhalten
- Schritt 8: Zeitintervall AV2 des erneuten Betriebsstroms
I2 bestimmen
- Schritt 9: Startzeit T2 zur Anlegen des erneuten Betriebsstroms
I2 erhalten
- Schritt 10: Startzeit T2 zur Anlegen des erneuten Betriebsstroms
I2 bestimmen
-
4:
-
- (a) Nockendrehwinkel
- (b) Betriebsstrom I1
- (c) Erneuter Betriebsstrom I2